Korean innovative SMR has been implemented developing with improved safety/economy and i- SMR technology development project to secure a competitive edge in SMR. For nuclear power plants, according to the revision of the Nuclear Safety Act (2013.6), it is mandatory to be reflected in the aging management program of nuclear power plants, and the aging management and regulation of major nuclear power plants are being strengthened. For i-SMR, chemistry environment and management strategy is essential to mitigate corrosion and radiation fields, since it has compacted and integrated module designs. Since 1994, zinc injection into the reactor coolant system (RCS) has been applied more than 100 PWRs in the world to mitigate primary water stress corrosion cracking (PWSCC) and to reduce outof- core radiation fields. In domestic NPPs, 7 have been applying zinc injection and had up to 90% radiation field reductions. For this reason, SMR needs to apply zinc injection for chemistry strategy. Zinc target concentration will be 5~40 ppb at i-SMR, based on Ni-Fe-Cr materials as same as PWRs. Zinc injection location is in volume and purification control system between the volume control tank and charging P/P where the pressure is moderate. Zinc injection skid can consist of two micro-controllable pump (one for operation and one for stand-by) and one injection tank (batching tank for zinc solution). Zn, Ni, Si, Fe, and activated corrosion products should be monitored to identify zinc injection controls and trends. Flux mapping for core performance monitoring should be evaluated. The application of zinc will be essential and effective and bring sustainable reliability for corrosion control and mitigation strategy to meet the risk-free i-SMR development.

공학적 안전설비 공기정화계통과 관련된 실험 수행을 위해 원자력등급 ESF 공기정화계통 시뮬레이터 를 설계, 제작, 검증하였다. 영광 5,6호기 주제어실 공기정화계통의 공급자 정보, 도면 등을 기준으로 실 사를 통해 치수를 확인하여 3D CAD 모델을 작성하였다. 모델과 현장 계통의 실측 유량을 기준으로 CFD 분석을 수행하였다. 공기정화계통으로 유입되는 공기는 30 ℃, 유동형태는 균일한 것으로 가정하고, 검사 기록지에 의한 주제어실 ESF 공기정화계통의 유량이 12,986 CFM이고, 610×610 ㎟의 HEPA 필터가 9개 설치되어 있으므로 HEPA 필터 단면를 지나는 유속은 1.83 m/s이다. 주제어실 공기정화계통 모델링시 공 기 유동이 흐르지 않는 필터 테두리 지지대를 고려하여 현장과 유사한 유동현상을 모사하였다. 약 8 m/s 로 기록된 활성탄 흡착기 하단의 공기유동은 별도의 분석을 통해 7 m/s 이상의 유속이 모사되도록 CFD 분석하였다. 연료건물 비상배기계통 및 비상노심냉각계통 기기실 배기정화계통의 공기정화계통에 대해 서도 CFD 분석한 결과, 시뮬레이터의 유속을 조절하면 세가지 ESF 공기정화계통을 모두 모사할 수 있음 을 확인하였다. CFD 분석 후 시뮬레이터를 원자력등급으로 제작하였고, 본 실험에 착수하기 전에 공기유 동 분포도실험을 통해 시뮬레이터의 신뢰도를 검증하였다. 검증결과 중급 필터를 장착한 상태에서 시뮬 레이터의 필터 지지대 부분을 제외한 내부에서 공기유동이 고르게 분포함을 확인하였고, 제작된 시뮬레 이터는 Reg. Guide 1.52(Rev.3) 개정 내용 확인을 위한 실험에 사용되었다.

공학적 안전설비 공기정화계통의 규제지침인 Reg. Guide 1.52(Rev.3)의 변경사항중 성능시험과 관련 한 운전가능성 시험시간 단축, HEPA 필터 현장누설시험용 시험물질 변경 및 활성탄 성능시험 Methyl Iodidie 투과허용율 상향 변경을 영광 5,6호기에 적용하고자, 모사실험장치와 현장 설비를 활용하여 기술 적 타당성을 확인하는 실험을 수행하였다. 10시간 이상의 장시간 운전가능성 시험을 통해 계통내 습분을 제거하여도 시험후 1∼4일만에 회복됨을 확인하여 운전가능성 시험은 기기적 운전가능성 점검에 적합한 매월 15분 이상의 시험을 수행하는 것이 타당함을 확인하였다. HEPA 필터 현장누설시험용 시험물질 변 경을 위해 DOP와 PAO의 에어로졸 입자크기, 발생량, 누설인지도를 비교한 결과 PAO는 원전에서도 DOP 대체시험물질로 사용 가능함을 확인하였다. 베드깊이 4 인치 이상의 활성탄여과기에 대한 Methyl Iodide의 투과율 허용치가 0.175 %에서 0.5 %로 상향 변경된 것은, ASTM D3803(1989)으로의 활성탄 성 능시험 방법 변경에 따른 것으로서, 30 ℃ 상대습도 95 %에서의 Methyl Iodide 투과허용율 0.5 %가 사용 중 활성탄의 성능을 시험하기에 충분히 보수적인 시험방법임을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 영 광 5,6호기는 인허가변경을 완료하였다.

월성 원자력 발전소의 TRF 시설에서 수집된 트리튬을 metal hydride 형태로 보관하고 있는 500 kCi급 트리튬 1차 저장용기를 발전소 밖의 폐기물 저장고로 안전하게 운반하기 위하여 트리튬 운반용기를 개발하였다. B형 운반용기의 기술기준을 적용하여 구조평가, 열평가, 방사선차폐평가, 격납평가 등을 수행하여 운반용기의 안전성을 분석하였다. 트리튬 운반용기는 정상운반조건 및 사고운반조건에서도 격납 경계가 손상되지 않는다고 평가되었다. 붕괴열로 인한 운반용기 내부 저장용기의 온도상승은 수치해석 결과, 원통형 모델에서는 로 나타났다. 운반사고 조건에 대한 열 평가로서 외부환경에 30분간 노출되었을 경우에는 단열재만의 열차폐를 고려하여 계산한 결과, 약 로 나타났으며, 내부 온도 상승은 1차 격납 경계인 1차 저장용기의 허용 온도인 에도 미치지 못하였다. 격납 차폐 평가에서도 사고조건인 의 외부 환경에 노출된 경우에서도 충분히 운반용기의 격납 성능을 유지할 수 있다고 판단되었다. 방사선에 대한 차폐 특성을 조사한 결과, 트리튬에서 발생된 선량은 1차 저장용기 외부 표면에서 0으로 계산되었다. 이상과 같이 500 kCi 급 트리튬 운반용기에 대한 안전성을 평가한 결과, 운반사고조건에서도 트리튬 운반용기는 전혀 이상이 없는 것으로 나타났다.